JPH0247289B2 - Kinzokukannomagekakokennetsushorihohooyobisochi - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は金属管を環状に局部的に誘導加熱し、
該加熱部を長手方向に移動させながら金属管に曲
げモーメントを付与して曲げ加工するとともに同
時に熱処理を施し、高強度、高靭性の曲管を製造
することのできる金属管の曲げ加工兼熱処理方法
及び装置に関する。

従来の技術 従来より、金属管例えば鋼管の直管を、局部的
に環状に加熱し、該加熱部を管の長手方向に移動
しながら管に曲げモーメントを加えることにより
連続的に曲げ加工する方法が知られている。この
方法は大径の鋼管をも容易に曲げ加工することが
出来、しかも成分系によつては加工と同時に焼が
入り、高強度、高硬度の曲管を製造しうる利点が
ある。

発明が解決しようとする問題点 ところが、近来、パイプラインの大型化、輸送
量増大を目的とした高圧化、自然条件の厳しい場
所での使用等のため、パイプラインを構成する直
管や曲管にますます高強度、高靭性が要求される
ようになつており、前記した方法によつて製造し
た曲管は焼入れ状態となり、靭性の点で問題とな
ることが判明した。この曲管に靭性を与えるには
曲管を炉に入れて加熱し徐冷することにより焼戻
しを行えばよいが、そのためには、大型の炉を必
要とし、しかも重量の大きい曲管を炉に出し入れ
するための装置及び作業を必要とし生産性が悪い
等の問題点があつた。

本発明はかかる従来技術の問題点に鑑みなされ
たもので、金属管の曲げ加工終了後に別工程とし
ての熱処理工程を必要とせず、金属管の曲げ加工
と同時に焼入れ、焼戻し処理を施し、これによつ
て高強度、高靭性の曲管を製造することのできる
金属管の曲げ加工兼熱処理方法及び装置を提供す
ることを目的とする。

問題点を解決するための手段 上記目的を達成すべくなされた本願第一の発明
は、曲げ加工すべき金属管の一端近傍に、該金属
管を環状に局部的に加熱する高周波誘導子と該金
属管を環状に冷却する冷却手段とを備えた第一熱
処理装置と、該金属管を環状に局部的に加熱する
高周波誘導子を備えた第二熱処理装置とを、互い
に干渉しない間隔をあけて且つ第一熱処理装置が
金属管の中央側になるように配置し、前記第一及
び第二熱処理装置を、それぞれによる環状の加熱
部が金属管の長手方向に移動するように、前記金
属管に対し長手方向に相対的にかつ連続的に移動
させ、前記第一熱処理装置は、少なくとも金属管
の曲げられるべき部分を通過する間は、前記金属
管を環状に局部的に加熱しており、この間に金属
管に曲げモーメントを付与して金属管に曲げ加工
を施し、曲げモーメントの付与を解除して曲げ加
工を終了した後も前記第一及び第二熱処理装置の
金属管に対する相対的な移動を継続して少なくと
も第二熱処理装置が金属管の曲げ加工部を通過す
るようになし、前記第二熱処理装置は、少なくと
も金属管の曲げ加工部を通過する間は該金属管を
加熱して熱処理することを特徴とする金属管の曲
げ加工兼熱処理方法である。

本願第二の発明は、曲げ加工すべき金属管の一
端を保持して旋回可能なアームと、前記金属管の
他端を保持して金属管の軸線方向に移動するテー
ルと、前記金属管を包囲して設けられ、該金属管
を環状に局部的に加熱する高周波誘導子及び該金
属管を環状に冷却する冷却手段を備えた第一熱処
理装置と、該第一熱処理装置を金属管に対して長
手方向に相対的に移動させる手段と、前記第一熱
処理装置とアームとの間に前記金属管を包囲して
配置され、該金属管を環状に局部的に加熱する高
周波誘導子を備えた第二熱処理装置と、前記第一
熱処理装置と第二熱処理装置を互いに連結する連
結装置とを有し、前記第二熱処理装置が前記金属
管に移動可能に保持されていることを特徴とする
金属管の曲げ加工兼熱処理装置である。

作 用 本発明によれば、第一熱処理装置と第二熱処理
装置とを同時に、金属管に沿つて相対的に移動さ
せ、かつその途中に曲げモーメントを加えること
により、金属管を連続的に曲げ加工することが出
来、しかも同時に第一熱処理装置による焼入れ、
第二熱処理装置による焼戻しを行うことができ
る。また、第二熱処理装置は金属管に移動可能に
保持されているので、金属管の曲げ加工時に金属
管第一熱処理装置の所から湾曲し、そのため第二
熱処理装置の所の金属管の通過位置が金属管の進
行とともに変化しても、第二熱処理装置は良好に
金属管に追従し常に良好な熱処理が可能である。

実施例 以下、本発明を図面の実施例を参照して更に詳
細に説明する。

第１図、第２図において、１は曲げられるべき
金属管（以下、管と略称する）、２は管１を環状
に局部的に加熱する高周波誘導子及びその加熱部
近傍を環状に冷却する冷却手段（図示せず）とを
備えた第一熱処理装置、３は管１を環状に局部的
に加熱する高周波誘導子を備えた第二熱処理装
置、４は管１の一端を保持して旋回可能なアー
ム、５は管１のガイドロールである。第一熱処理
装置２はその中を貫通する管１に対してその長手
方向に移動可能なように、移動機構６に保持され
る。移動機構６としては第一熱処理装置２を直線
状に往複動させるものが使用可能である。一方、
第二熱処理装置３は複数のフリーローラ７によつ
て管１に保持され、且つ管１に沿つて移動可能で
ある。第一熱処理装置２と第二熱処理装置３とは
ジヨイントピン８，９及び連結装置１０により相
互に連結される。連結装置１０は単に上記装置
２，３を一緒に動くよう連結するものでよいが、
図示実施例のごとく装置２と装置３との間隔を変
える手段、例えば油圧シリンダ機構を設けること
が好ましい。第一熱処理装置２と第二熱処理装置
３とはそれぞれの高周波誘導子がたがいに干渉し
ない限り極力接近させることが好ましい。第二熱
処理装置３には、必要に応じ、管１に第一熱処理
装置から吹付けられ付着した冷却液を除去する手
段、例えばエアノルズを設けてもよい。管１の他
端は、管１を長手方向に移動させるテール（第３
図符号１２）で保持される。

次に上記装置を用いて管１の曲げ加工及び熱処
理を行い、直管部無の曲管（エルボ）を製造する
手順を第３図〜第６図により説明する。先ず、第
３図において、管１をアーム４、テール１２で保
持し、かつ、アーム側の端部に第一及び第二熱処
理装置２，３を配置する。この際、第一熱処理装
置２がアーム４の回転中心を通りかつ管１の軸線
Ｘ−Ｘに直角な直線Ｙ−Ｙ上になるようにする。
この状態で第一熱処理装置２による加熱を開始
し、加熱部が曲げ加工及び熱処理するに必要な温
度に昇温すると、テール１２の前進を開始する。
この際第一熱処理装置２は定位置に止めたままで
ある。第４図において、テール１２の前進によ
り、アーム４が旋回を始め、管１に曲げモーメン
トが加わり、管１は第一熱処理装置２による加熱
部で曲がる。テール１２の前進を継続すると、管
１は連続的に曲げ加工され、同時に第一熱処理装
置２の冷却手段により、加熱部が急冷され、熱処
理（焼入れ）される。管１の曲げ加工により、第
一熱処理装置２を通り過ぎた管の部分は湾曲し、
軸線Ｘ−Ｘから外れるが、第二熱処理装置３は管
１自体に移動可能に保持されているので、何等支
障なく、管１に相対的に移動する。管１の曲げ開
始部Ａが第二熱処理装置３の所に接近すると、第
二熱処理装置３による加熱を開始し、第二熱処理
装置３を通り過ぎる管１を熱処理（焼戻し）す
る。

第一熱処理装置２、第二熱処理装置３による熱
処理を継続しながらテール１２による管１の前進
を継続し、第５図の状態まで曲げ加工を行う。曲
げ終了部Ｂが第一熱処理装置２の下に達すると、
テール１２の前進及び第一熱処理装置２による加
熱を止め、曲げ加工及び第一熱処理装置２による
熱処理を終了する。同時に第一熱処理装置２の管
１に対する軸線方向の移動を開始する。この移動
は連結装置１０を介して第二熱処理装置３に伝達
されるため、第二熱処理装置３が管１の曲げ部に
沿つて移動し、管１を熱処理する。この際、第二
熱処理装置３の管１に対する移動速度は常に（管
１が移動する場合も第二熱処理装置が移動する場
合も）一定になるよう第一熱処理装置２の移動速
度が設定されている。第６図に示すように、第二
熱処理装置３が曲げ終了部Ｂに達すると、第一熱
処理装置２の前進及び第二熱処理装置３による加
熱を止める。以上により第二熱処理装置３による
熱処理が終了する。その後、曲げ開始部Ａと曲げ
終了部Ｂの所で切断することにより、焼入れ、焼
戻し処理を施した曲管（エルボ）が製造される。

なお、上記手順において、第一熱処理装置２を
管１に沿つて移動させる際、連結装置１０の油圧
シリンダ機構を作動させて、熱処理装置２，３の
間隔を徐々に短縮させてもよい。このようにする
と、第一熱処理装置の移動距離を短縮することが
できる。

上記実施例は直管部を持たないエルボの製造に
本発明を適用したものであるが、本発明は直管部
を有する曲管にも適用可能である。第７図〜第１
０図はその場合の手順を示す図である。第７図に
おいて、第一熱処理装置２はアーム４の回転中心
を通る直線Ｙ−Ｙから端部側に離れた位置に配置
される。先ず第一熱処理装置２による加熱を行い
ながら第一熱処理装置２を管１の軸線Ｘ−Ｘ方向
にＣ位置からＡ位置まで移動させ管１の第一熱処
理装置による熱処理を行う。この途中に於いて、
第二熱処理装置３がＣ位置に達すると第二熱処理
装置３による加熱も開始し、第二熱処理装置によ
る熱処理を行う。

第８図に示すように、第一熱処理装置２が直線
Ｙ−Ｙ上即ちＡ位置（曲げ開始部）に達すると、
第一熱処理装置２の移動を止め、テール１２を作
動させて、管１を軸線Ｘ−Ｘ方向に前進させる。
管１の前進により、管の曲げが開始し、第９図の
ように、曲げ加工が行われ、同時に第一、第二熱
処理装置による熱処理も継続して行われる。曲げ
終了部Ｂが第一熱処理装置２に達すると、テール
１２による管１の前進を停止して、曲げ加工を終
了する。同時に第一熱処理装置２の移動を開始
し、曲げ終了部Ｂより外側の直管部の熱処理を行
う。第一熱処理装置２がＤ位置に達して必要な長
さの熱処理が行われると、第一熱処理装置の移動
は継続するが、第一熱処理装置による加熱は停止
する。その後第二熱処理装置３がＤ位置に達する
と、第一熱処理装置の移動及び第二熱処理装置３
による加熱を停止し、熱処理を終了する。最後
に、管１をＣ位置、Ｄ位置で切断することによ
り、全長にわたり、焼入れ焼戻し処理を施された
直管部付曲管が製造される。

ところで、上記方法を実施するにあたり、第二
熱処理装置３により管を均一に熱処理するには、
第二熱処理装置３の管１に対する相対速度を一定
にすることが必要である。第一及び第二熱処理装
置２，３がともに直管部を直線状に移動している
時、及び管の曲げ加工中であつて且つ第二熱処理
装置が管の曲げ部を相対的に移動している時に
は、第一熱処理装置２の移動速度及び管１の前進
速度を調整することにより、第二熱処理装置の管
１に対する相対速度を一定にできる。しかしなが
ら、この調整を行つても、第８図の状態を過ぎ、
曲げ加工が開始した後であつてしかも第二熱処理
装置３が直管部（Ａ−Ｃ間）に位置する過渡期に
は、第二熱処理装置３の管に対する相対速度は異
なつている。この過渡期の相対速度を他の時点で
の相対速度と同一に保つため、過渡期において第
一熱処理装置２と第二熱処理装置３とを連結する
連結装置１０の油圧シリンダ機構を作動させ、両
者の間隔を徐々に変える。かくして、第二熱処理
装置を管１の熱処理すべき全長に渡つて均一な相
対速度で移動させ、均一な熱処理が可能である。
勿論、多少の不均一が許容される場合には、連結
装置１０による熱処理装置２，３間の間隔調節は
必要ない。

なお、上記実施例では第８図に示すように第一
熱処理装置２２がＡ位置に達すると、第一熱処理
装置２の移動を止め、管１の前進を開始している
が、この代わりに第一熱処理装置２がＡ位置に接
近すると徐々に減速してＡ位置で停止させ、減速
と同時に管１の前進を開始し、両者の相対速度が
一定になるように徐々に加速してもよい。このよ
うにすると、直管部から曲げ部への滑らかな曲げ
が可能となり、特に小半径曲げにおいて好まし
い。第一熱処理装置２が管１の曲げ部から直管部
へ移行する場合にも同様である。

第１１図、第１２図は前記とは異なる実施例を
示すものであり、本実施例では、第一熱処理装置
２と第二熱処理装置３とにそれぞれジヨイントピ
ン８，９の取付位置調整用の溝１３，１４を設け
ている。他の構造は第１図の実施例と同一であ
る。この実施例ではジヨイントピン８，９の取付
位置を管の曲げ半径方向に調整可能であり、この
位置調整により第１２図に示すように第二熱処理
装置３が管１の曲げ部に位置する時の熱処理装置
２，３間の間隔を調整することができる。即ち、
ジヨイントピン８，９を曲げ半径方向外側（第１
１図の上方）に設定すると、熱処理装置２，３が
管の直管部から曲げ部に移行した際間隔が狭くな
り、逆に設定すると、熱処理装置２，３の間隔が
広がる。かくして、ジヨイントピン８，９の取付
位置調整により、第二熱処理装置３が直管部から
曲げ部に移行する過渡期での第二熱処理装置３の
管１に対する相対速度を均一にすることができ
る。

なお、以上の実施例はいずれも第一熱処理装置
２を移動機構により直線状に移動可能とし、管の
停止時（曲げ加工開始前及び終了後）に第一熱処
理装置２を移動させることにより第一、第二熱処
理装置２，３を管に対して相対的に移動させるも
のであるが、第一熱処理装置２は必ずしも移動可
能にする必要はなく、定位置に固定してもよい。
但しその場合には、第一、第二熱処理装置を管に
対して相対的に移動させるため、管をテール１２
によつて直線状に移動させる必要があり、またこ
の際、管の移動にアーム４が支障とならないよう
アーム４が管を放すか、或いはアーム４の管支持
部分のみ又は全体が管と一緒に動くようにする必
要がある。

発明の効果 以上のごとく、本発明によれば、第一熱処理装
置２による加熱により曲げ加工と熱処理（焼入
れ）を行うと同時に、第二熱処理装置３により熱
処理（焼戻し）を行うことができ、炉を用いた別
工程の熱処理を必要とせず、極めて経済的に高強
度、高靭性を有する曲管を製造することができ
る。しかも、曲管としては、直管部を持たないエ
ルボのみならず直管部を持つた曲管をも製造する
ことができ、また、極めて大径の曲管を製造でき
る等の優れた効果を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は本発明の一実施例の要部を示
す概略平面図であり、第１図は管１に熱処理装置
２，３を装着した状態を、第２図は管１を曲げる
状態を示す。第３図〜第６図は直管を曲げてエル
ボを製造する工程を示す概略平面図、第７図〜第
１０図は直管を曲げて直管部付曲管を製造する工
程を示す概略平面図、第１１図、第１２図は前記
とは異なる実施例を示す第１図、第２図と同様な
概略平面図である。 １……管、２……第一熱処理装置、３……第二
熱処理装置、４……アーム、５……ガイドロー
ル、６……移動機構、７……フリーローラ、１０
……連結装置、１２……テール。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 曲げ加工すべき金属管の一端近傍に、該金属
   管を環状に局部的に加熱する高周波誘導子と該金
   属管を環状に冷却する冷却手段とを備えた第一熱
   処理装置と、該金属管を環状に局部的に加熱する
   高周波誘導子を備えた第二熱処理装置とを、互い
   に干渉しない間隔をあけて且つ第一熱処理装置が
   金属管の中央側になるように配置し、 前記第一及び第二熱処理装置を、それぞれによ
   る環状の加熱部が金属管の長手方向に移動するよ
   うに、前記金属管に対し長手方向に相対的かつ連
   続的に移動させ、 前記第一熱処理装置は、少なくとも金属管の曲
   げられるべき部分を通過する間は、前記金属管を
   環状に局部的に加熱しており、この間に金属管に
   曲げモーメントを付与して金属管に曲げ加工を施
   し、 曲げモーメントの付与を解除して曲げ加工を終
   了した後も前記第一及び第二熱処理装置の金属管
   に対する相対的な移動を継続して少なくとも第二
   熱処理装置が金属管の曲げ加工部を通過するよう
   になし、前記第二熱処理装置は、少なくとも金属
   管の曲げ加工部を通過する間は該金属管を加熱し
   て熱処理することを特徴とする金属管の曲げ加工
   兼熱処理方法。 ２ 前記第一熱処理装置は金属管の曲げられるべ
   き部分のみならずそれに隣接する直管部を通過す
   る間にも、金属管を加熱して熱処理を行い、前記
   第二熱処理装置は少なくとも、金属管の第一熱処
   理装置による熱処理部分を再度加熱し熱処理する
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の金
   属管の曲げ加工兼熱処理方法。 ３ 曲げ加工すべき金属管の一端を保持して旋回
   可能なアームと、前記金属管の他端を保持して金
   属管の軸線方向に移動するテールと、前記金属管
   を包囲して設けられ、該金属管を環状に局部的に
   加熱する高周波誘導子及び該金属管を環状に冷却
   する冷却手段を備えた第一熱処理装置と、該第一
   熱処理装置を金属管に対して長手方向に相対的に
   移動させる手段と、前記第一熱処理装置とアーム
   との間に前記金属管を包囲して配置され、該金属
   管を環状に局部的に加熱する高周波誘導子を備え
   た第二熱処理装置と、前記第一熱処理装置と第二
   熱処理装置を互いに連結する連結装置とを有し、
   前記第二熱処理装置が前記金属管に移動可能に保
   持されていることを特徴とする金属管の曲げ加工
   兼熱処理装置。 ４ 前記連結装置が第一熱処理装置と第二熱処理
   装置との間隔を変化させる手段を有していること
   を特徴とする特許請求の範囲第３項記載の金属管
   の曲げ加工兼熱処理装置。